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如何利用多通道电源实现复杂的电源时序控制
  • 发布日期:2022-09-05      浏览次数:534
    •       电源顺序控制是微控制器、FPGA、DSP、ADC等需要向多个电压导轨供电的设备所需的功能。 这些APP通常需要在给数字I/O轨道通电之前先给核心和模拟模块通电,但在某些设计中可能需要采用不同的序列。 无论如何,正确的接通电源和切断电源的定时控制利用多通道电源都可以防止锁存器引起的即时损坏和ESD引起的长期损害。 另外,电源顺序控制可以错开电源接通中的浪涌电流,该技术在限流电源供电的应用中非常有用。
        例如,Xilinx  Spartan-3AFPGA内置了加电复位电路,可以在所有电源达到阈值后配置设备。 这有助于降低电源顺序控制的要求,但是为了实现最小浪涌电流电平,遵守与FPGA连接的电路顺序控制的要求,电源导轨需要按照以下顺序向VCC_INT   VCC_AUX VCCO通电。 由于某些APP需要采用特定的序列,因此请务必阅读数据手册的电源要求部分。
        使用无多通道电源定时控制
        实现电源时序控制的一个简单方法是,利用电阻、电容器、二极管等无源元件,延迟进入调节器使能引脚的信号。 开关关闭时,D1通电,D2保持关闭状态。 电容器C1被充电,EN2的电压以由R1和C1决定的速度上升。 开关断开时,电容器C1通过R2、D2、RPULL向接地放电。 EN2的电压以由R2、RPULL、C2决定的速度下降。 如果变更R1和R2的值,充放电时间也会发生变化,稳压器的on/off时间会被设定。
        该方法只需要用于不需要精密定时控制的APP,也可以用于信号延迟,只需要外部r和c的APP。 对于标准调节器,采用该方法的缺点是,使能端子的逻辑阈值可能因电压和温度而有很大不同。 另外,电压斜坡上的延迟取决于电阻、电容值和容许公差。 典型的X5R电容器在-55C到85的温度范围内的变化幅度约为15%,由于直流偏置效应还会发生10%的变化,定时控制变得不正确,有时也变得不可靠。精密轻松实现定时控制
        为了获得稳定的阈值电平实现精密的定时控制,许多稳压器需要采用外部基准电压源。 ADP5134通过整合精密基准电压源,大幅节约成本和PCB面积解决了这个问题。 各调节器有独立的使能销。 如果可输入的电压上升到VIH_EN  (最小值0.9 V  )以上,设备将退出关闭模式,管理模块将打开,但稳压器将不活动。 将可输入的电压与精密的内部基准电压(典型的为0.97 V  )进行比较。 使能针的电压高于精密使能阈值时,稳压器激活,输出电压开始上升。 输入电压和温度变化的地方,基准电压的变化幅度只有3%。 这个小范围的变化确保了精密的时序控制,解决了采用分立器件时遇到的各种问题。
        可输入的电压比基准电压低80 mV时,稳压器将无效。 所有使能输入的电压都在VIL_EN  (最大值为0.35 V  )以下时,设备将变为断开模式。 在此模式下,耗电量将降至1 A以下。
        利用电阻分压器简化电源顺序控制
        通过将衰减版本的稳压器输出端子连接到接通电源的下一个稳压器有效端子,可以对稳压器按以下顺序接通或断开Buck1  Buck2  LDO1  LDO2的多通道电源进行定时控制图6是EN1连接到VIN1后的电源接通顺序。 
        利用可编程控制器IC提高定时精度
        在某些情况下,实现精确的定时比降低PCB的面积和成本更重要。 这些APP可以使用电压监视器和可编程控制器IC。 例如,在电压和温度的范围内,精度达到0.8%的ADM1184四通道电压监视器。 或者,对于需要更准确的电源接通和断开顺序控制的APP应用,可以使用带可编程定时控制的ADM1186四通道电压序列器和监视器。
        ADP5034四通道稳压器内置2个3-MHz、1200-mA降压稳压器和2个300 mA  LDO。 典型的时序控制功能可以通过使用ADM1184监视一个稳压器的输出电压,在监视的输出电压达到某个电平时,向下一个稳压器的使能端子提供逻辑高电平信号来实现。 
        使用ADP5134精密使能输入进行顺序控制很简单,一个通道只需要两个外部电阻。 更精密的时序控制可以通过ADM1184或ADM1186电压监视器实现。